大功率數碼管驅動電路的優化設計

摘要：對大功率數碼管(LED)的功耗進行了分析和計算，指出大功率LED不能簡單地用七段譯碼器進行驅動，而必須進行專門設計。以5英寸數碼管為例，對其譯碼驅動電路進行了對比研究，指出在各種驅動電路中，基于數字芯片MC1413的驅動電路是最優設計。設計了實驗電路，實驗結果驗證了理論分析的正確性和所提出方法的可行性。
關鍵詞：大功率數碼管；驅動電路；MC1413；優化設計

0 引言
數字系統大多需要進行數碼顯示，而顯示器是進行數碼顯示不可或缺的組成部分。各種節日慶典、文娛等戶外大型活動中，經常采用大功率數碼進行顯示器。然而，大功率數碼管驅動困難，系統的熱穩定性和抗干擾能力較差。同時，系統的過壓、過流和瞬間掉電保持需進行專門的電路設計，而使系統更加復雜，也降低了系統的穩定性和可靠性，從而大大限制了數碼管的廣泛應用。本文針對大功率數碼管的驅動問題，以5英寸數碼管為例，對其功耗進行了分析和計算，設計了各種譯碼驅動電路并進行了對比研究，對驅動電路進行了優化設計。進行了樣機設計，實驗結果驗證了理論分析的正確性和所提出方法的可行性。

1 數碼管的譯碼驅動電路
1．1 典型的譯碼驅動電路
數碼管按照其工作原理的不同有共陰和共陽兩種，對應共陰和共陽兩種常用的譯碼器，而對于高壓大電流數碼管的驅動，由于常用的譯碼器無法滿足其驅動要求，因此，一般采用共陽數碼管并采用對應的共陽譯碼器驅動，例如常用的74247譯碼器，其驅動電路如圖1所示。

其中VCC接芯片系統電源(一般為+5 V)，VDD另接獨立的高電壓大電流電源，例如，對于5英寸數碼管，其驅動電壓大約為15 V。該電路從原理上來看是正確的，但是穩定性極差，特別是長期連續工作時性能更不穩定，原因在于譯碼器74247無法滿足大功率數碼管的驅動要求。